Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. 

Lời giải và đáp án chính xác nhất cho câu hỏi trắc nghiệm “Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Biết khoảng cách ngắn nhất giữa một nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là 0,25 m. Sóng truyền trên dây với bước sóng là ” kèm kiến thức tham khảo là tài liệu trắc nghiệm môn Vật lí hay và hữu ích.

Câu hỏi trắc nghiệm: 

Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Biết khoảng cách ngắn nhất giữa một nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là 0,25 m. Sóng truyền trên dây với bước sóng là:

A. 1,5 m

B. 2,0 m

C. 0,5 m 

D. 1,0 m

Đáp án: D. 1,0m

Lời giải chi tiết: 

Biết khoảng cách ngắn nhất giữa một nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là: λ/4

Sóng truyền trên dây với bước sóng là:  λ = 4 x 0,25 = 1m 

Hãy để Top lời giải giúp bạn tìm hiểu thêm những kiến thức thú vị hơn về sóng dừng nhé!

Kiến thức tham khảo về sóng dừng

1. Sự phản xạ của sóng - sóng dừng.

- Sóng phản xạ

Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới và triệt tiêu lẫn nhau.

Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới và tăng cường lẫn nhau.

- Sóng dừng

Trong vật lý, sóng dừng, hay còn được gọi là sóng đứng, sóng tĩnh là một loại sóng dao động theo thời gian nhưng có biên độ đỉnh sóng không di chuyển trong không gian. Biên độ đỉnh của dao động sóng tại bất kỳ điểm nào trong không gian là một hằng số không đổi với thời gian và mọi dao động tại những điểm phân biệt trong suốt toàn bộ sóng đều cùng pha. Các phần tử điểm mà tại đó biên độ là tối thiểu được gọi là các nút sóng và các phần tử có biên độ tối đa được gọi là các bụng sóng.

Sóng dừng là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ. Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng.

- Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.

- Ứng dụng: để xác định vận tốc truyền sóng.

2. Các đặc điểm của sóng dừng

- Nút sóng là những điểm dao động với biên độ bằng 0 (đứng yên). Bụng sóng và nút sóng là những điểm cố định trong không gian.

- Khoảng cách giữa hai bụng sóng hay hai nút sóng liên tiếp là λ /2.

- Khoảng cách giữa bụng sóng và nút sóng liên tiếp là λ /4.

- Tại vị trí vật cản cố định, sóng tới và sóng phản xạ ngược pha nhau.

- Tại vị trí vật cản tự do, sóng tới và sóng phản xạ cùng pha

- Gọi a là biên độ dao động của nguồn thì biên độ dao động của bụng là 2a, bề rộng của bụng sóng là 4a.

- Khoảng thời gian ngắn nhất (giữa 2 lần liên tiếp) để dây duỗi thẳng là ∆t = 0,5T.

- Sóng dừng được tạo bởi sự rung của nam châm điện với tần số dòng điện ƒ thì tần số sóng là 2f.

- Khi cho dòng điện có tần số ƒ chạy trong dây kim loại, dây kim loại được đặt giữa 2 cực của nam châm thì sóng dừng trên dây sẽ có tần số là f.

- Mọi điểm nằm giữa 2 nút liên tiếp của sóng dừng đều dao động cùng pha và có biên độ không đổi khác nhau.

- Mọi điểm nằm 2 bên của 1 nút của sóng dừng đều dao động ngược pha.

- Sóng dừng không có sự lan truyền năng lượng và không có sự lan truyền trạng thái dao động.

3, Điều kiện để có sóng dừng trên dây dài l

- Hai đầu là nút sóng:

l = k λ/2 (k ϵ N*)

Số bụng sóng = số bó sóng = k; Số nút sóng = k + 1

- Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng:

l =  (2k+1). λ/4 (k ϵ N)

Số bó (bụng) sóng nguyên = k, số bụng sóng = số nút sóng = k + 1

4, Phương trình sóng dừng trên dây (đầu P cố định hoặc giao động nhỏ - nút sóng)

- Đầu Q cố định (nút sóng)

+ Phương trình sóng tới và sóng phản xạ Q:

u_B = Acos2πft và u’_B = -Acos2πft = Acos (2πft - π)

+ Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d là:

u_M = Acos(2πft +2π.d/λ) và u’_M = Acos(2πft - 2π.d/λ - π) 

+ Phương trình sóng dừng tại M: u_M = u_M + u’_M

u_M = 2Acos(2π.d/λ + π/2). cos(2πft - π/2) = 2Asin( 2π. d/λ ) . cos(2πft + π/2)

+ Biên độ dao động của phần tử tại M: 

A_M = 2A |cos(2π.d/λ + π/2)| = 2A |sin(2π.d/λ)|

- Đầu Q tự do (bụng sóng)

+ Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q: u_B = u’_B = Acos2πft

+ Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d là: 

u_M = Acos(2πft +2π.d/λ) và u’_M = Acos(2πft - 2π.d/λ)

+ Phương trình sóng dừng tại M:

u_M = u_M + u’_M 

u_M = 2Acos(2π.d/λ) . cos(2πft)

Biên độ dao động của phần tử tại M:

A_M = 2A|cos(2π.d/λ)|

Lưu ý: 

- Với x là khoảng cách từ M đến nút sóng thì biên độ : A_M = 2A |sin(2π.x/λ)|

- Với x là khoảng cách từ M đến bụng sóng thì biên độ: A_M = 2A |cos(2π.x/λ)|